Триггеры с динамическим синхровходом.

Существует два вида триггеров с динамическим управлением:

· Триггер построенный на основе трехтриггерной схемы

· Триггер с разностными элементами управления:

 

Условное графическое обозначение:

Это тоже триггер с разделением процессов записи и считывания, запись начинается с появлением фронта, а к моменту появления сигнала на выход записывается уже запрос.

 

Триггер на основе трехтриггерной схемы:

 

Условное графическое обозначение:

 

Затраты:

* из временной диаграммы:

Триггер реализован на основе трех триггеров: первый реализован на первом и втором элементах; второй – на третьем и четвертом элементах; третий – на пятом и шестом элементах. Третий триггер является выходным.

Предположим, в начальный момент времени триггер находится в 0, на пятом элементе – 0, на шестом – 1. До момента t₀ C=0, следовательно, на выходе второго и третьего элементов – 1, что соответствует режиму хранения для третьего триггера. На выходе четвертого элемента получаем , а на выходе первого - , в интервале до t₀ это 0 и 1 соответственно. При С=0 один из триггеров, либо первый, либо второй находится в неустойчивом состоянии, на его двух выходах – 1. До момента t₀ это первый триггер, однако как только С переходит в 1 (в момент t₀) его выход со второго элемента перейдет в 0. 0 на выходе второго элемента является входом для третьего триггера, следовательно, триггер перейдет в 1. Одновременно этот 0 будет удерживать первый и третий элементы в 1, тем самым значение с выхода четвертого элемента далее по схеме никуда не пойдет. Так в момент времени t₁ смена приведет к изменению выхода четвертого элемента и всё. Лишь когда С перейдет в 0, в так называемый режим подготовки, второй и третий элементы перейдут в 1 и вход изменит выход первого элемента. Аналогично в момент t₃ – третий элемент перейдет в 0 и сбросит третий триггер, а так же заблокирует четвертый элемент – смена ни к чему не приведет.

 

Триггер с разностными элементами управления:

 

Условное графическое обозначение:

К=4*2+5*2=18

При нижний под-элемент «И» и верхний под-элемент «И» третьего и четвертого элементов соответственно заблокируются (на их выходах 0). В результате получится схема RS-триггера на элементах «И-НЕ», на входах и которого 1. При этом в третьем элементе участвуют верхний подэлемент и инвертор, а в четвертом – нижний и инвертор. 1 на и входах соответствует режиму хранения, значит - режим хранения.

При в результате записи булевого выражения на выходе третьего элемента получим: , а на четвертом элементе получим: , т.е. выходы триггера не зависят от J и K и не изменяют своего значения, т.е. триггер также находится в режиме хранения.

Временная диаграмма:

 

При смене с 0 на 1 для третьего элемента получаем до фронта: , в первый момент после фронта: , и после срабатывание первого элемента: . Аналогично для четвертого элемента: (до фронта) (после фронта). Следовательно, триггер останется в предыдущем состоянии. При спаде на третьем элементе до спада: , в первый момент после спада: , т.е. Q сменилось на 1. При этом на четвертом элементе получаем: . Только к этому моменту, когда сработает четвертый элемент, должна появится 1 на первом элементе. И для третьего элемента получаем: , т.е. триггер больше не меняет свое состояние.

 

Асинхронные Т-триггеры.

Все Т-триггеры могут быть реализованы лишь с внутренней задержкой.

«D» Условное графическое обозначение: «RS»

Так как в триггере с разделением процессов записи и считывания, значение меняется один раз за период (в момент перезаписи с первой ступени во вторую – в двухступенчатом, и в момент действия фронта – в динамических), то триггер сработает по Т входу всего один раз и не будет никаких колебаний.

 

Преобразование вида логического функционирования триггера.

Из триггера типа Х надо построить триггер типа Y. Для триггера без разделения процессов записи и считывания схема имеет такой вид:

 

Для всех триггеров – такой:

 

В первом случае входной С сигнал не обязателен. С вход рассматривать как логический можно только в триггерах без разделения процессов записи и считывания.

Рассмотрим на примере реализации JK триггера на основе RS. Схема будет иметь следующий вид:

 

 

Характеристическое уравнение первого триггера:

J	K	Q	Q	R	S
				*
					*
				*
					*

 

R:				K
				Q
	*			*
J

 

S:				K
				Q
		*
J		*

 

Регистр.

Регистр – последовательный узел, осуществляющий прием, хранение и выдачу информации.

 

Основные микрооперации, реализуемые регистрами:

1) Начальный сброс: RG:=0

2) Прием

· Прямой код: RG:=x

· Обратный код: RG:= ┐x

3) Хранение: RG:=RG

4) Выдача

· Прямой код: Y:=RG

· Обратный код: Y:= ┐RG

5) Сдвиг содержимого регистра

· Вправо на один разряд: RG:=R1(RG)

· Влево на один разряд: RG:=L1(RG)

6) Поразрядные логические операции.

 

 

Классификация регистров:

 

1. По способу записи:

· Параллельные, статические (запись осуществляется во все разряды одновременно)

· Последовательные, сдвигающие (запись осуществляется последовательно по 1 разряду, при каждой записи содержимое регистра сдвигается на 1 разряд)

· Последовательно-параллельные (имеют оба способа записи)

2. По способу выдачи информации:

· Однофазные (выдается только прямое значение разряда - Q)

· Парафазные (каждый разряд выдается двумя битами – Q и )

3. По способу начальной установки (сбросу):

· С асинхронной установкой

· Со сбросом по синхросигналу

4. По отношению к операции сдвига:

· Не имеющие данной операции

· Сдвигающие только вправо

· Сдвигающие только влево

· Реверсивные (сдвигающие и вправо и влево)

 

Условное графическое обозначение:

D₀-D₃ – разряды входного параллельного кода.

 

Q₀-Q₃ – разряды выхода (разряды с тремя состояниями).

 

C₁ – синхросигнал приема параллельного кода.

 

CS – переход выхода в третье состояние

CS= {0 – Q в z состояние}

 

R – Асинхронный вход сброса регистра.

 

S₀, S1 – входы задания микроопераций

 

S0	S1	Микрооперация
		Хранение
		Сдвиг вправо
		Сдвиг влево
		Прием параллельного кода

 

C – Синхросигнал выполнения микроопераций, заданных S0 и S1.

 

D_R, D_L – последовательные входы при сдвиге вправо и влево соответственно.

 

«– означает, что регистр реверсивный.

 

® – регистр, сдвигающий вправо.

 

– регистр, сдвигающий влево.

Регистр – защелка.

 

Условное графическое обозначение:

Данный регистр имеет максимальное быстродействие из всех известных регистров. Регистр не имеет внутренней задержки, а, следовательно, в схемах с обратной связью (автоматах) его использовать нельзя.

 

Сдвигающие регистры.

 

В сдвигающем регистре триггеры должны быть с разделением процесса записи и считывания, в противном случае сигнал на входе D_R при появлении синхроимпульса запишется во все разряды одновременно.